การออกแบบสปริงสำหรับสภาพแวดล้อมขั้นสุดในเทอร์ไบน์

สปริงเป็นปัจจัยสำคัญในกรณีของกังหันที่ทำงานเหมือนเครื่องจักรขนาดใหญ่ กังหันเป็นเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่สร้างพลังงานไฟฟ้า และเราใช้ไฟฟ้าในชีวิตประจำวันที่บ้านและโรงเรียน สปริงเหล่านี้ถูกออกแบบมาให้ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เข้มงวด (เช่น ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง) ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเราที่จะผลิตอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยสปริงประเภทที่เหมาะสม มีความแข็งแรงเพียงพอ โดยใช้การปฏิบัติทางการออกแบบกลศาสตร์ที่มีคุณภาพ ในหน้านี้เราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการที่สปริงจริง ๆ ถูกสร้างขึ้นสำหรับกังหันและเหตุผลที่พวกมันมีความสำคัญในปัจจุบัน

กังหันทำงานอย่างไร?

กังหันของ O. B. T อยู่หน้าพัดลม และพัดลมถูกบังคับให้หมุนเร็วมากโดยการเป่าอากาศ ดังนั้นมันจึงสร้างพลังงานโดยการหมุนด้วยความเร็วสูง การเคลื่อนที่แบบหมุนนี้คือวิธีที่เราได้รับพลังงาน แต่ก็เป็นจุดที่กังหันต้องรับแรงจำนวนมาก The Next Generation 452 พลังงานสัมพันธ์กับ RPM โดยพื้นฐานแล้ว สปริงเหล่านี้ภายในกังหันจะต้องมีความแข็งแรงสูง หากไม่เช่นนั้นอาจทำให้เกิดความเสียหายได้ และเราจะไม่มีไฟฟ้าใช้อีก ใบพัดเทอร์ไบน์  ปิดการทำงาน ดังนั้นพวกมันจะต้องทนต่อแรงและแรงดันสูงเหล่านี้ได้

การผลิตสปริงที่แข็งแรง

วัสดุเฉพาะที่เราใช้ในการทำสปริงที่ทรงพลังเหล่านี้ (ซึ่งยืดหยุ่นเหมือนกล้ามเนื้อสัตว์ร้ายเล็กน้อยด้วย) - สปริงโดยทั่วไปจะทำจากโลหะ แต่การทนความร้อนและความกดอากาศในเทอร์ไบน์จำเป็นต้องใช้วัสดุที่แข็งแรงมากและมีน้ำหนักเบา พวกมันได้เปรียบจากองค์ประกอบของโลหะ เราได้พัฒนาโลหะผสมพิเศษที่เรียกว่าซูเปอร์อัลลอย ประเด็นที่ 3 มีผลกระทบแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง อยู่ในหมวดหมู่ที่แตกต่างออกไป และไม่ต้องกล่าวถึง ซูเปอร์อัลลอยที่สามารถทนอุณหภูมิได้ถึง W1200iC + ความดันสุดขั้ว - สูงถึง 2000psi นอกจากนี้ยังสามารถนำออกมาใส่ในเทอร์ไบน์ที่ทำงานภายใต้อุณหภูมิสุดขั้วได้

นอกจากนี้ โลหะผสมซุปเปอร์ต้องได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมหากจะใช้งานเป็นสปริง รูปแบบและขนาดใดที่ควรใช้ (จำเป็นต้องออกแบบอย่างระมัดระวังในจุดนี้) เนื่องจากการออกแบบสามารถส่งผลต่อการทำงานของสปริงภายใต้น้ำหนักได้ ส่วนนี้จึงสมควรถูกพิจารณาอย่างรอบคอบ นอกจากนี้แต่ละสปริงจะต้องผ่านการทดสอบและตรวจสอบคุณภาพทุกปี เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถรองรับแรงและแรงดันมหาศาลได้ อุปกรณ์เสริมกังหัน  ซึ่งการทดสอบความเครียดนั้นทำเพื่อดูว่าสปริงทำงานตามที่ต้องการหรือไม่ และสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัย

แนวคิดใหม่สำหรับการออกแบบสปริง

เทคนิคใหม่ในการออกแบบสปริงสำหรับเทอร์ไบน์ได้รับการศึกษาโดยวิศวกรอยู่เสมอเพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้น หนึ่งในนั้นที่น่าสนใจมากเกี่ยวกับวัสดุที่เรียกว่า 'โลหะผสมที่มีความจำของรูปทรง' ดังนั้น พวกมันสามารถ "จดจำ" รูปแบบเดิมของตัวเองได้ และนั่นคือเหตุผลที่วัสดุเหล่านี้ถูกเรียกว่าวัสดุที่มีความจำของรูปทรง ดังนั้นในคำพูดที่เข้าใจง่าย มันยืดหยุ่นพอที่จะเปลี่ยนรูปขณะโดนความร้อนและกลับไปสู่รูปทรงเดิมเมื่ออุณหภูมิลดลง การปรับแต่งทักษะนี้สามารถทำให้สปริงใช้งานได้นานกว่าใน ใบจักรขั้นที่สอง กระบวนการทำงาน และยังช่วยกระตุ้นให้ขดลวดทำงานได้อย่างเหมาะสม

ทางออกที่ชาญฉลาดอาจพบได้จากการใช้วัสดุคอมโพสิต คอมโพสิตถูกจัดประเภทเป็นวัสดุโครงสร้างที่ประกอบด้วยเฟーズที่แตกต่างกันสองเฟーズหรือมากกว่าและไม่ละลายรวมกัน วัสดุเหล่านี้สามารถรวมกับองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อสร้างสปริงที่แข็งแรงและเบาขึ้น สปริงคอมโพสิตเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากกว่าสปริงแบบดั้งเดิมและอาจเหมาะสำหรับการใช้งานที่ O.B.T.

การทำให้กังหันทำงานได้ดีขึ้น

กังหันสามารถส่งมอบประสิทธิภาพที่ดีที่สุดได้ก็ต่อเมื่อสปริงถูกออกแบบและผลิตตามความต้องการ ซึ่งจะทำให้กังหันสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้นจากพลังงานที่น้อยลง ระบบดังกล่าวถูกออกแบบมาเพื่อเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ถูกที่สุดในโลก และการออกแบบสปริงที่เหมาะสมมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ การผลิตไฟฟ้าเองถูกกว่าสำหรับพวกเราทุกคนเมื่อเทียบกับการปล่อยให้ระบบเสียหายจนต้องซ่อมแซมบ่อยครั้ง

ความท้าทายในการออกแบบสปริง

ดูเหมือนว่าการทำสปริงให้เหมาะสมสำหรับใช้งานภายในกังหันที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงไม่ใช่เรื่องง่าย สภาพแวดล้อมที่รุนแรงยังสามารถทำให้สปริงสึกหรอได้ ซึ่งทำให้สปริงต้องเปลี่ยนบ่อยขึ้น โดยมีค่าใช้จ่ายทั้งเวลาและเงินจำนวนมาก นอกจากนี้ การเปลี่ยนกังหันบ่อยครั้งยังนำไปสู่การบำรุงรักษาเพิ่มเติมและการหยุดทำงานที่มีค่าใช้จ่ายสูง

สภาพแวดล้อมที่รุนแรงอาจทำให้สปริงหักได้ สปริงที่หักสามารถทำให้กังหันทั้งตัวหยุดทำงาน ซึ่งจำเป็นต้องซ่อมแซมด้วยค่าใช้จ่ายสูงและสูญเสียการผลิตพลังงานได้ ด้วยเหตุนี้วิศวกรจึงพยายามเพิ่มความแข็งของสปริงอย่างต่อเนื่อง สิ่งที่พวกเขาทำคือสร้างสปริงที่มีผนังหนาขึ้น แต่ไม่จำเป็นต้องทำงานเร็วขึ้นหรืออะไรทั้งนั้น เพียงแค่มันจะรองรับน้ำหนักได้มากขึ้นสำหรับรางที่ยาวขึ้นหรือสภาพที่ยากลำบากขึ้น เพื่อให้กังหันยังคงทำงานต่อไป